JPH11138773A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘度の高いインクを消費エネルギーの増大な
く、微小量だけ、高速に、かつ安定して噴射可能であ
り、種々の被記録媒体に対して滲みがなく、高画質、高
精細な画像を高速に形成可能な画像形成方法および画像
形成装置を提供する。 【解決手段】 平坦なインク担持体２の表面に着色イン
ク１を均一なパターン状に保持させ、画像情報に応じて
インク担持体２を部分的に加熱する。このときインク担
持体２と着色インク１の界面あるいは界面近傍に気体層
４が発生する。この気体層４が発生したときの圧力で着
色インク１を飛翔させ、被記録媒体６に付着させて画像
を形成する。特に、独立したインク滴状に着色インク１
をインク担持体２上に保持させると、着色インク１が周
囲から受ける抵抗力は非常に小さく、均一であるので、
高粘度の着色インクでも小さなエネルギーで高速に、し
かも安定してインク滴５を飛翔させて記録できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを飛翔さ
せ、被記録媒体に付着させて画像を形成する画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式をはじめとする種々
のノンインパクト記録方式の画像形成装置が開発されて
いる。ノンインパクト記録方式のうちでも、低価格化、
低ランニングコスト化、装置の小型化が可能であり、静
音性に優れるオンデマンド型のインクジェット記録方式
が最近特に注目されてきており、種々の方式のインクジ
ェット記録装置が開発、商品化されている。

【０００３】代表的なオンデマンド型のインクジェット
記録装置では、インクを供給する流路と、インクを吐出
するためのノズルあるいは開口部と、インクを吐出させ
るための圧力を発生する機構を有している。特に代表的
なものとして、圧力を発生する機構として発熱体を用い
たサーマル型と、圧電素子を用いた圧電型がある。サー
マル型は、インクの流路中に形成された発熱体の熱によ
り発生する蒸気の圧力で、ノズル先端からインク滴を吐
出し、記録媒体に付着させて画像を形成するものであ
る。例えば、特開昭５４−５１８３７号公報、特開昭５
４−５９１３９号公報などに記載されたものなどがあ
る。また圧電型は、流路中に設けられた圧電素子の変位
によって流路の容積を変化させ、その圧力によってノズ
ル先端からインク滴を吐出し、記録媒体に付着させて画
像を形成するものである。例えば、特公昭５３−１２１
３８号公報、特公昭５３−４５６９８号公報などに記載
されたものなどがある。

【０００４】ところで、従来のノズルあるいは開口部か
らインク滴を吐出するインクジェット方式では、粘度が
１ｍＰａ・ｓから３ｍＰａ・ｓといった低い粘度のイン
クを使用し、３０μｍから５０μｍ程度の小径のノズル
もしくは開口部からインクを吐出している。インクの粘
度が低いため、インクの吐出によるノズルあるいは開口
部内のインク量の減少に対し、インク貯蔵部からのイン
クの補充（リフィル）が高速になされる。これによっ
て、ノズル先端あるいは開口部のメニスカス（インクと
空気の界面）の回復が速いため、繰り返し印字周波数が
１０ｋＨｚを超える高速印字を行っても安定したインク
の吐出が可能である。

【０００５】しかしながら、低粘度のインクを使用して
普通紙に印字した場合、インクの浸透が速いために用紙
の繊維に沿って滲み（フェザリング）が発生し、それ自
体がざらつき感となって画質を低下させる。また、隣接
したドットが滲みにより連結した場合、解像度がその部
分だけ低下したことになり、画質を極端に低下させると
いう問題があった。また、インクの表面張力を制御する
などして浸透速度を抑えると、カラー画像を形成する場
合、隣接して打ち込まれた異なる色のインクと接触した
際に、混色滲み（ブリーディング）が発生し、やはり画
質を大きく低下させるという問題があった。

【０００６】これらの低粘度のインクを使用した際に発
生する問題に対し、粘度の高いインクを使用することに
よって、インクの記録媒体への浸透速度を遅くしてにじ
みを防止し、また異色間の混合速度も抑制されて混色を
防止することができ、上述の問題の解決に非常に有効な
手段となる。

【０００７】また、インクジェット方式を用いた記録装
置は、その普及にともなって用途が急速に拡大してお
り、これに伴って記録媒体の種類も多種多様になってき
ている。さらに、紙ばかりでなく金属、プラスチック、
ガラスなどの非吸水性媒体への適用も期待されており、
高粘度でタック性を有するインクを使用できるインクジ
ェット記録装置の実現が待たれている。

【０００８】しかしながら、従来のノズルあるいは開口
部を用いたインクジェット方式では、インクの粘度を高
くしていくと流路抵抗が高くなり、インクの供給速度が
著しく低下してしまう。また、流路抵抗が高くなった
分、インク吐出に要するエネルギーも著しく増加してし
まう。例えば通常は市販の水性インク（粘度が１ｍＰａ
・ｓから３ｍＰａ・ｓ）を使用するインクジェット装置
において粘度の高いインクを使用すると、インクの粘度
が１０ｍＰａ・ｓを越えた程度からインクの供給が間に
合わなくなり、メニスカスの回復が間に合わなくなる。
このような状態でインクの吐出を行なおうとすると、不
安定なメニスカス位置からインク吐出が行われるため、
インクの吐出量および吐出方向のばらつきが大きくなっ
て画質が低下する。さらにインクの粘度が２０ｍＰａ・
ｓを越えると、完全にインク供給が間に合わなくなり、
吐出抜けが発生するようになる。さらに、インクの粘度
が１００ｍＰａ・ｓを超えると、仮に供給が間に合った
としても、従来の圧力発生手段ではインクを吐出させる
ためのエネルギーが不足し、インク吐出が不安定になっ
たり、あるいは吐出しなくなる。

【０００９】これに対し、例えば特開平９−１６９１１
１号公報では、流路抵抗を下げるためにノズル径を５０
μｍから７０μｍ程度に大きくとり、粘度が１０ｍＰａ
・ｓから１００ｍＰａ・ｓと高粘度のインクを用いて、
高速に印字することを目的としたプリンタが提案されて
いる。この方法では、インクの粘度の増加に見合った分
だけノズル径を大きくしないとインクの供給速度が遅く
なり、繰り返し印字周波数が低下することになる。しか
し、ノズル径を大きくすると、吐出されるインク滴の径
が相対的に増加するため、解像度の低下および画質の低
下に繋がるという問題がある。

【００１０】また、例えば特開昭６２−９０２５７号公
報で提案されているように、常温で固体のインクを記録
時のみ加熱して５ｍＰａ・ｓから１０ｍＰａ・ｓ程度に
低粘度化し、通常のインクジェット方式と同様に吐出さ
せ、被記録媒体に付着した瞬間にインクが冷却固化する
ことで記録を行ない、上述の問題点を解決しようとした
ものがある。しかしながらこの方式では、常にヘッド部
を加熱しなければならず、エネルギーの消費が非常に大
きくなってしまう。また、インク滴が記録媒体に付着し
た瞬間に固化してしまうため、インクの記録媒体への浸
透がほとんどなく、定着性に大きな問題がある。さら
に、インクが半球状に固化してしまい画像の表面が粗く
なるため、画像の表面で光が散乱し、画像部の光沢の低
下やＯＨＰでの色の濁りが発生するという多くの問題を
有している。

【００１１】さらに、例えば特開昭５６−４４６７号公
報で提案されているように、ノズルあるいはスリット形
状の開口部からインクを静電的に吸引してインクを吐出
させる方式も考えられている。この方式では、インクの
吐出と供給（補給）が同時に行なわれ、かつインク滴の
径がノズル径あるいはスリット幅に依存しないため、イ
ンク供給に関してはインクの粘度に大きく依存しないと
いう利点がある。しかしながらインクの粘度を高くする
と、インクを吸引した際の尾引きが長くなり、微小ドッ
トの形成が難しくなる。また、尾引き部分からサテライ
ト粒子が発生し画質が著しく低下する。さらに粘度を上
げていくと、インクの内部凝集力のほうが静電的な吸引
力よりも大きくなり、印字できなくなるという問題があ
る。

【００１２】また、商品化はされていないものの、ノズ
ルをもたないインクジェット方式が幾つか提案されてい
る。例えば特開昭５１−１３２０３６号公報で提案され
ている方式では、深さが３００μｍ程度のインク液面直
下に微小な電気発熱体を多数配置し、特定位置のものを
選択的に通電加熱し、これにより形成される気泡が液面
で破裂する際に放出されるインクの微小液滴によって記
録を行なう。この方式は低粘度インクを使用したものと
考えられ、実際に１ｍＰａ・ｓから３ｍＰａ・ｓ程度の
粘度の低いインクを使用するとインク滴の吐出現象が確
認できた。

【００１３】しかしながら、インクの粘度を高くしてい
くと、インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓ位まではインクが
吐出するものの、気泡の破裂時にインク滴がはじけ、記
録用の液滴の他にさらに微小な液滴が周囲に飛散し、い
わゆるミスチングが発生して画質が著しく低下する。１
０ｍＰａ・ｓを越えてさらにインクの粘度を高くしてい
くと、微小な気泡が発生するもののインクの吐出が行わ
れなくなる。これはインクの粘度が高くなるとインクの
内部抵抗が大きくなり、気泡の成長を妨げるためと考え
られる。この方式におけるインクの吐出原理ではインク
の厚みはある程度厚くする必要があるが、内部抵抗力は
インクの厚みに依存するため、粘度の高いインクでは内
部抵抗力が増大して使用できない。またこの方式におけ
るインク供給方法はインクの流動性を利用したものであ
り、インクの粘度が高くなって流動性が低下するとイン
ク供給が間に合わなくなるという問題もあった。

【００１４】また別の方式として、例えば特開昭６２−
１８４８６０で提案されている方式は、ベルト状の支持
体に市販の水性インクを２０μｍから８０μｍの厚みで
塗布して搬送し、レーザー光によりインクあるいは支持
体を加熱して、上述の特開昭５１−１３２０３６号公報
に記載されている方法と同様に、加熱により発生した気
泡の破裂によってインク滴を吐出させるものである。上
述の特開昭５１−１３２０３６号公報に記載されている
方法に比べ、気泡の発生位置の変動を抑えること、気泡
の発生効率を高めることができる。またこの方法では、
支持体に塗布されてインクが連続的に搬送されるため、
インクの粘度が高くなっても供給が間に合わなくなるこ
とはない。

【００１５】この方法では、インクとして市販の水性イ
ンクを用いているが、市販の水性インクの粘度は１ｍＰ
ａ・ｓから３ｍＰａ・ｓ程度と低い。例えばインクの粘
度が１０ｍＰａ・ｓ位までは、インクを吐出した際にそ
の振動が周囲へも伝播してしまう。そのため、隣接した
画素に対応するインクを吐出する際には、前に吐出した
隣接画素から伝播した液面の振動が影響し、吐出方向や
吐出量が不安定になる。また、このような低粘度のイン
クをしようした場合、インクを吐出した後、吐出してイ
ンクが減少した部分に周囲からインクが流れ込み、隣接
した画像に対応するインクを吐出する際にインクの厚み
もばらついて吐出量などが不安定となる。さらに、上述
の特開昭５１−１３２０３６号公報に記載された方式と
同様に、この程度の粘度であると気泡破裂時にインク滴
がはじけ、ミスチングが発生する。さらに、インク滴と
して分離しようとする際に周囲のインクからの引っ張り
力を受けるため、インクを吐出するためには大きなエネ
ルギーが必要となる。そのため、さらにインクの粘度を
高くしていくと、やはり微小な気泡が発生するもののイ
ンクの吐出が行なわれなくなった。

【００１６】さらに別の方式として、例えば特開昭６１
−１１８２７３号公報で提案されている方式は、インク
を保持するための多数の凹部を有する保持部材にインク
を保持させて搬送し、レーザー光によりインクを加熱
し、インク中に発生する気泡の圧力によってインクを吐
出させるものである。同様の方式は、上述の特開昭６２
−１８４８６０号公報の第５図等にも記載されている。
図２５は、従来のノズルを有しないインクジェット記録
方式の一例の説明図である。図２５に示すように凹部に
インクを保持させた場合、インクは凹部の側壁と接触し
ており、この部分で抵抗が生じる。図２５（Ａ）に示す
状態から凹部の底面でインクを加熱して気泡を発生させ
ると、図２５（Ｂ）に示すように気泡の成長とともにイ
ンクは凹部から押し出されるが、インクは凹部の側壁か
ら抗力を受けることになる。そのため、噴射時には大き
なエネルギー量が必要とされる。特にインクの粘度が高
くなればなるほど、この凹部の側壁との間の抵抗は大き
くなり、多大なエネルギー量が必要となるという問題が
ある。

【００１７】さらに気泡が成長し、気泡が破裂する寸前
では、図２５（Ｃ）に示すようにインクは凹部の先端部
において接触した状態となる。この状態から気泡が破裂
する際に偏りが少しでもあると、図２５（Ｄ）や図２５
（Ｅ）に示すようにインクの一部が凹部の縁の一部に付
着したままとなって、インクの付着力によってインク滴
の飛翔方向が変化して画質が劣化してしまう。このよう
な飛翔直前のインクの付着は、凹部の形状および凹部が
形成されている保持部材の表面状態に依存しており、こ
れらが全く均一でない限り、吐出方向を制御することは
困難である。

【００１８】また、インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓ程度
まででは気泡が破裂してインクが吐出されるものの、ミ
スチングが顕著である。

【００１９】上述のフェザリングおよびブリーディング
の問題に対し、印字方法でなく被記録媒体やインク特性
を工夫して解決しようという提案も種々なされている。
被記録媒体を工夫して対応しようとしたものとして、例
えば特開平９−２０７４２９号公報で提案されているよ
うに、合成紙基材上に高分子多孔質層を形成し、この高
分子多孔質層にインクを瞬間的に吸収保持させること
で、上述の問題を解決しようとしたものがある。またイ
ンク特性を工夫して対応しようとしたものとしては、例
えば特開平８−２８１９３２号公報で提案されているよ
うに、性質の異なるインクを用意し、性質の異なるイン
クの接触により化学反応を起こさせ、インクを瞬間的に
固定することによって、上述の問題を解決しようとした
ものがある。

【００２０】しかしながら、被記録媒体を工夫するもの
は、被記録媒体自体のコストが高くなってしまうし、被
記録媒体が特殊専用紙に限定されてしまい、記録方式と
して非常に狭い用途に限定されていまう。また、インク
特性を工夫するものは、インク自体のコストが高くなる
し、特に性質の異なるインクを用意するものはプロセス
的にも複雑になり、装置の大型化、高コスト化につなが
る。さらに、インクの材料が限定されるため、やはり記
録方式として狭い用途に限定されることになる。

【００２１】このように従来のインクジェット方式の記
録技術は、粘度の高いインクを高速に、微小量だけ、安
定して噴射することができなかったため、インクの滲み
（フェザリング）や、異色インク間の混色滲み（ブリー
ディング）という問題点に対して有効な解決策が見出せ
ず、また多様化する記録媒体への適応ができなかった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、粘度の高いインクを消費エ
ネルギーの増大なく、微小量だけ、高速に、かつ安定し
て噴射可能な画像形成方法を提供するとともに、さまざ
まな被記録媒体に対して滲みがなく、高画質、高精細な
画像を高速に形成可能な画像形成装置を実現することを
目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、インク担持体
上の平坦な表面にインクを保持させ、インク担持体の一
部を画像情報に従って加熱する。すると、インク担持体
とインクの界面あるいは界面近傍でインクが沸騰し、沸
騰により発生した気泡の圧力によってインクを飛翔させ
ることができる。このとき、インクがインク担持体と接
触しているのはインクの底面のみである。そしてインク
の飛翔時には、インクの底面は加熱によって発生する気
泡によってインク担持体と分離されている。そのため、
インク担持体との接触による抵抗が発生せず、大きなエ
ネルギーを必要としない。また、飛翔時にインク担持体
と接触していないため、噴射方向が安定し、高画質、高
精細な画像を形成することができる。さらに、インクの
供給はインク担持体上に保持されて連続的に加熱位置へ
搬送することができるため、インク担持体によるインク
の搬送速度で記録を行なうことができ、インクの粘度に
関係なく高速に供給することができるので、高速な画像
形成を行なうことができる。

【００２４】インク担持体上にはインク滴状あるいはス
トライプ状などの均一なパターン状にインクを保持させ
ることができる。特にパターンがインク滴状の場合に
は、インクが飛翔する際に周囲のインクから受ける引っ
張り力などの抵抗力はなく、安定してほぼ垂直方向にイ
ンクを飛翔させることができるようになる。また、周囲
からの抵抗力がないため、粘度の低いインクから粘度の
高いインクまで、非常に小さなエネルギーでインクを飛
翔させることができ、粘度が多少変化してもインクの飛
翔に関する影響はほとんどない。さらに、インクを飛翔
させた際の影響は周囲に全く伝播しない。そのため、周
囲の画素に関係なく記録を進めることができ、高速に、
高画質、高精細な画像形成を行なうことができる。

【００２５】また、インク担持体上にインクを保持させ
るパターンがストライプ状の場合でも２方向にインクが
連続するのみであるため、周囲から受ける引っ張り力な
どの抵抗力も非常に小さく、またインクの諸特性は均一
であるため、加熱領域のインクはほぼ垂直方向に安定し
て飛翔する。また周囲との抵抗力が小さいため、粘度の
低いインクから粘度の高いインクまで非常に小さなエネ
ルギーでインクを飛翔させることができ、粘度が多少変
化しても吐出に関する影響は小さい。また周囲の画素か
らの影響も画素の記録方向を調整すればほとんど影響を
受けない。そのため、高速印字が可能であり、高画質、
高精細の画像が形成できる。さらにこのパターンは、先
端に凹凸を有するブレードなどの非常に簡単な手段でイ
ンクをインク担持体上に形成塗布することができるとい
う利点もある。

【００２６】これらの各パターン状にインクをインク担
持体上に保持させる場合、飛翔するインク滴量は、イン
ク担持体上にパターン状にインクが塗布された段階で一
定量に決定されるため安定である。また、インク担持体
上に保持されるインクのパターンを微細に、つまりイン
ク滴状であればインク滴を微小に、ストライプ状であれ
ばストライプを細く形成しておけば、飛翔するインク滴
量を低減でき、微小なドットを再現できる。

【００２７】インク担持体上にインクを保持させる際
に、上述のようなパターン状のほか、厚さ２０μｍ以
下、好ましくは１０μｍ以下の均一な薄層としてインク
を保持させてもよい。この場合、インクが飛翔する際に
は加熱領域の周囲のインクから引っ張り力などの抵抗力
を受けるが、インクの層の厚さを２０μｍ以下の薄い層
として形成することによって周囲からの抵抗力を低減す
ることができ、またインクの諸特性は均一であるため、
加熱領域のインクをほぼ垂直方向に安定して飛翔させる
ことができる。また抵抗力が小さいため、粘度の低いイ
ンクから粘度の高いインクまで小さなエネルギーで飛翔
させることができ、粘度が多少変化してもインクの飛翔
に関する影響は小さい。さらに、インク担持体上に薄層
を形成する方法は、特に細工のないブレードやロール部
材などの非常に簡単な手段で実現でき、インクをインク
担持体上に高速に安定して薄層塗布できる。この場合に
飛翔するインク滴量は、インク担持体上にインクが塗布
された段階で一定量に決定されるため安定である。ま
た、インクの薄層の厚さを非常に薄く形成しておけば、
飛翔するインク滴量を低減でき、微小なドットを再現で
きる。

【００２８】このように薄層としてインクをインク担持
体上に保持させる場合、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上の高
粘度のインクを用いた場合でもインクを飛翔させること
ができる。低粘度のインクを用いた場合、インクを噴射
した後、インクが抜けた部分に周囲からインクが流れ込
もうとする。しかし、このような高粘度のインクを用い
た場合、インクを噴射した後、周囲のインクはその粘度
によって移動する速度は非常に遅く、隣接する画素に対
応するインクを飛翔させる場合にもほとんど影響を受け
ない。そのため、高速に高画質、高精細の画像を得るこ
とができる。

【００２９】なお、粘度の高いインクを用いて被記録媒
体上に画像を形成した場合、インクの被記録媒体への浸
透が遅く、十分浸透しない状態で乾燥してしまうため、
画像の表面が粗くなって画像の光沢が低下してしまう。
これを防ぐため、画像を形成した後に例えば被記録媒体
を加圧してインクを被記録媒体へ押し込むあるいはつぶ
すことにより、表面粗さを小さくしてもよい。

【００３０】また、非常に高い粘度のインクを使用する
と、乾燥が遅くなって記録速度を向上できない場合が生
じることがある。これを防ぐため、画像を形成した後に
例えば被記録媒体をさらに加熱して乾燥を促進させ、記
録速度を速くすることもできる。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像形成方法の
第１の実施の形態を示す原理説明図である。図中、１は
着色インク、２はインク担持体、３は加熱部、４は気体
層、５はインク滴、６は被記録媒体である。この第１の
実施の形態では、図１（Ａ）に示すように着色インク１
を独立したインク滴状にインク担持体２上に保持させ、
インク担持体２を画像情報に従って加熱部３で加熱し、
インク滴５を飛翔させる例を示している。

【００３２】インク担持体２は、着色インク１を保持す
る表面が平坦に構成されている。またインク担持体２
は、外部からの加熱により、あるいは内部の発熱によっ
て、着色インク１を保持した表面がほぼ選択的に加熱さ
れるように構成されている。被記録媒体６は、インク担
持体２の着色インク１を保持する面と対向して、微小間
隙をもって配置されている。

【００３３】図１（Ａ）に示すように着色インク１がイ
ンク担持体２上に独立したインク滴状に保持された状態
で、例えば図１（Ｂ）にハッチングを施して示した加熱
部３を選択的に発熱させる。あるいは外部からインク担
持体２のこの領域を加熱する。すると、独立したインク
滴状の着色インク１とインク担持体２との接触界面ある
いは界面近傍の着色インク１が沸騰して気化し、図１
（Ｂ）に示すようにインク担持体２と着色インク１の間
に気体層４が発生する。これによって、インク担持体２
と着色インク１の付着力が低減され、同時にそのときの
気体層４の急激な体積膨張圧力によって図１（Ｃ）に示
すようにインク滴５が飛翔する。このとき、インク滴５
は周りに接触するものがないため、周囲から受ける抵抗
力がなく、垂直方向に安定して吐出する。またインク担
持体２との付着力が小さく、周囲からの抵抗力がないた
め、非常に小さなエネルギーでインク滴５を飛翔させる
ことができる。飛翔したインク滴５は、図１（Ｄ）に示
すように被記録媒体６に付着し、記録が行なわれる。

【００３４】このとき飛翔するインク滴５の液量は、図
１（Ａ）に示すようにインク担持体２上に形成されたイ
ンク滴状の着色インク１の液量となる。そのため、着色
インクをインク担持体上に保持させる段階で、インク滴
状の着色インク１の液量が一定量となるように制御すれ
ば、安定した液滴量により記録を行なうことができる。
例えばインク滴状の着色インク１の液量を微小に形成し
ておけば、インク滴５の液滴量を低減でき、微小なドッ
トを被記録媒体６上に再現することができる。これによ
って高精細な画像を形成することができる。

【００３５】この例では連続した２ドット分の着色イン
ク１を同時に飛翔させているが、もちろん１個単位で飛
翔させることができ、また、３個以上のインク滴を同時
に飛翔させることもできる。この例では上述のようにイ
ンク滴状の各着色インク１は周囲からの影響を受けず、
また周囲の着色インクへ影響しないので、インク滴状の
各着色インク１はそれぞれ任意のタイミングで飛翔させ
ることが可能である。そのため、画像情報に応じて多数
の画素に対応する位置で着色インク１を同時に飛翔させ
て記録することも、それぞれタイミングをずらして飛翔
させることもできる。また、着色インク１の供給速度を
速くすることによって、高速な画像形成が可能である。

【００３６】さらに、上述のように加熱によって発生す
る気体層４で着色インク１とインク担持体２との接触に
よる抵抗力が弱まり、また周囲から受ける抵抗力もない
ので、着色インク１として粘度の高いインクを用いた場
合でも、粘度が高いことによって受ける抵抗力の増加は
少なく、支障なくインク滴５を飛翔させることができ
る。また、粘度が多少変化しても、インク滴５の飛翔に
関する影響はほとんどない。このように、本発明の第１
の実施の形態によれば、粘度の低いインクから粘度の高
いインクまで、良好にインク滴５を飛翔させて記録を行
なうことができる。

【００３７】粘度の高い着色インク１を用いた場合、被
記録媒体６に付着したインク滴５は、被記録媒体６内へ
の浸透速度に対し、乾きが速いため、フェザリングやブ
リーディングが発生しにくく、高画質の画像を形成する
ことができる。また、重ね打ちによる階調表現を行なう
場合でも、インク滴量の増加によるにじみも少ない。さ
らにカラー化した場合にも、同様に重ね打ちによる色表
現を良好に行なうことができるとともに、ブリーディン
グの減少によって発色性の向上とエッジ部分の鮮鋭化を
図ることができる。

【００３８】さらに、この画像形成方法はインクを飛翔
させて記録を行なうものであるため、例えばフィルム状
のインク担持体から熱によってインクを溶融転写するい
わゆる熱転写方式と異なり、被記録媒体６に微小な凹凸
が存在していても良好に記録を行なうことができる。

【００３９】なお、着色インク１としては、例えば水に
染料あるいは顔料を分散した水性インクを使用すること
ができる。また水性インクに限らず、例えば炭化水素系
の有機溶剤や各種アルコールなど、比較的低沸点の液体
であればインクの溶剤として使用可能である。蒸気の安
全性や爆発の危険性などを考慮すると、水性インクが望
ましい。以下の説明では着色インク１として水性インク
を用いる。また、実験的に粘度を調整する場合には、水
性インクに、例えば層状珪酸塩などの粘度鉱物やでんぷ
んなど、水溶性の高分子を添加して、粘度を１ｍＰａ・
ｓから１０００００ｍＰａ・ｓまで調整した。

【００４０】図２は、本発明の画像形成方法の第１の実
施の形態を実現する画像形成装置の一例を示す概略構成
図である。図中、１１はインク供給部、１２はインク貯
蔵部、１３はインク供給ローラ、１４はブレード、１５
は加熱部、１６は搬送部である。この例では、インク担
持体２としてドラム状の部材を用いた。ドラム状の部材
の表面は平坦であり、この平坦な表面に着色インク１を
保持する。インク担持体２は図示しない回転駆動手段に
よって図中矢印の方向に回転駆動されるものとする。

【００４１】インク供給部１１は、少なくともインク貯
蔵部１２と、インク供給ローラ１３を有している。ま
た、ブレード１４を含んでいてもよい。インク貯蔵部１
２には着色インク１が貯蔵されている。インク貯蔵部１
２は、インク供給部１１と別に設け、ホース等で着色イ
ンクをインク供給部１１に搬送してもよい。インク供給
ローラ１３は、図示しない回転駆動手段によってあるい
はインク担持体２の回動に従って、図中矢印の方向に回
転する。インク供給ローラ１３の一部はインク貯蔵部１
１に浸漬しており、インク貯蔵部１２から着色インク１
を汲み上げる。またインク供給ローラ１３はインク担持
体２と接触しており、汲み上げた着色インク１を、多数
の独立したインク滴状のパターンでインク担持体２に塗
布する。ブレード１４は、インク供給ローラ１３によっ
て汲み上げられた余分な着色インク１を掻き落として、
着色インク１のインク量を調整する。

【００４２】加熱部１５は、画像情報に応じてインク担
持体２を部分的に加熱し、表面に保持されている着色イ
ンク１を膜沸騰させてインク滴５として飛翔させる。な
お、加熱部１５は、それ自体が発熱してインク担持体２
に熱を伝達し、着色インク１を加熱するほか、加熱部１
５は発熱せず、インク担持体２を部分的に発熱させる構
成であってもよい。

【００４３】搬送部１６は、被記録媒体６を搬送し、加
熱部１５と対向してインク担持体２と微小間隙を保って
被記録媒体６を移動させる移動手段として機能する。こ
こでは被記録媒体６を移動させる例を示したが、これに
限らず、加熱部１５を含む他の部分を移動させてもよい
し、両者を移動させてもよく、加熱部１５と被記録媒体
６とが相対的に移動すればよい。

【００４４】インク供給ローラ１３の回転によりインク
貯蔵部１２内の着色インク１が汲み上げられ、ブレード
１４で不要な着色インク１が掻き落とされる。その後、
インク供給ローラ１３とインク担持体２とが接触し、そ
の際にインク供給ローラ１２で汲み上げられた着色イン
ク１がインク担持体２に転移し、インク担持体２の表面
に着色インク１が独立したインク滴状に形成される。そ
してインク担持体２が回転して、独立したインク滴状に
塗布された着色インク１が加熱部１５へと移動する。一
方、被記録媒体６が搬送部１６によってインク担持体２
と微小間隙をもって給送される。被記録媒体６と対向す
る位置に移動した着色インク１は、画像情報に従って加
熱部１５で加熱され、図１に示すようにしてインク滴５
が被記録媒体６へ飛翔し、被記録媒体６へインク滴５を
付着させる。その後、インク担持体２を回転させて新た
な着色インク１を加熱部１５上へと移動させることによ
って、次のインク滴５の飛翔が可能となる。また被記録
媒体６を搬送部１６によって移動させながら、このよう
な記録動作を行なうことによって、２次元の画像を形成
することができる。

【００４５】なお、インク担持体２上に保持されたが飛
翔させなかった着色インク１は、インク担持体２が回転
して再びインク供給ローラ１３と接触する際に絞られ、
インク貯蔵部１１に回収される。あるいは、インク担持
体２上の着色インク１を掻き取るスクレーパなどを設け
てもよい。

【００４６】次に図２に示した各部の具体例について説
明してゆく。図３ないし図５は、本発明の第１の実施の
形態におけるインク供給ローラの一例を示す概略断面図
である。なお各図（Ｂ）は部分拡大図である。図中、２
１は凹部、２２は貫通孔、２３はメッシュフィルム、２
４は弾性部材である。

【００４７】図３に示したインク供給ローラ１３は、表
面に径が１０μｍから２００μｍ、深さが１μｍから５
０μｍ程度の凹部２１が均等なピッチで形成されてい
る。インク供給ローラ１３の材料としては、ゴム、樹
脂、プラスチック、金属等の材料からなるロール部材を
用いることができる。凹部１３の形成はロールの材質に
応じて、エンボス加工、レーザー加工、エッチング加工
によってそれぞれ形成することができる。インク供給ロ
ーラ１３の材料は、インク担持体２と確実に接触させる
ために、少なくとも表面が弾性を有するものが好まし
い。また、弾性を有することでインク担持体２との接触
圧で凹部２１が押しつぶされ、凹部２１に保持された着
色インク１が確実にインク担持体２と接触し、転移抜け
の発生が防止できる。

【００４８】インク供給ローラ１３の回動とともに、イ
ンク貯蔵部１１において着色インク１が凹部２１に供給
される。このとき、凹部２１以外のインク供給ローラ１
３の表面にも着色インク１が付着するが、付着した余分
な着色インク１は、インク担持体２との接触部で絞ら
れ、インク貯蔵部１１に回収される。ブレード１４を配
置した構成では、インク供給ローラ１３で着色インク１
を汲み上げた後、インク担持体２に着色インク１を転移
する前にブレード１４によって着色インク１を凹部２１
に押し込み、余分な着色インク１を掻き落とすことがで
きる。これによって、より確実にインク供給ローラ１２
の凹部１３に着色インク１を供給することができる。

【００４９】図４に示したインク供給ローラ１３の例で
は、中空の円筒状部材を用い、凹部２１に対応する貫通
孔２２を設けた例を示している。この場合、インク供給
ローラ１３をインク貯蔵部１２に浸漬した後に引き上げ
ると、貫通孔２２に着色インク１が毛管力によって充填
された状態となる。その後、インク供給ローラ１３をイ
ンク担持体２に押圧することによって、貫通孔２２内の
着色インクをインク担持体２に転写することができる。
もちろん、インク担持体２との接触前にブレードによっ
て不要な着色インク１を除去することができる。

【００５０】図５に示したインク供給ローラ１３は、多
孔質の材料からなるロール状の弾性部材２４を、多数の
貫通孔２２を有するメッシュフィルム２３で被覆したも
のである。インク供給ローラ１３をインク貯蔵部１２に
浸漬させることによって、弾性部材２４に着色インク１
を含浸保持させる。このとき、メッシュフィルム２３は
着色インク１を吸収しない。この状態でインク供給ロー
ラ１３をインク担持体２に圧接することによって、弾性
部材２４に含浸保持されていた着色インク１はメッシュ
フィルム２３の貫通孔２２から滲み出し、インク担持体
２へ転写される。

【００５１】図６は、本発明の第１の実施の形態におけ
るインク供給ローラのさらに別の例を示す概略説明図で
ある。図中、２５は親水性パターンである。図６に示し
たインク供給ローラ１３は、表面に親水性と疎水性のパ
ターンを形成したものである。例えばアルミニウム製の
ロール基材の表面にシリコーン系の撥水性材料あるいは
フッ素系の撥水性材料の層を形成し、収束レーザ光を照
射することによって撥水性表面層を除去し、所望の親水
性パターン２５を形成することができる。親水性パター
ン２５の面積と配置で、形成するインク滴の大きさとパ
ターンを制御することができる。

【００５２】シリコーン系の撥水性材料からなる撥水性
表面層としては、シリコーン系離型剤の皮膜、シリコー
ンオイルまたは各種変性シリコーンオイルの焼付皮膜、
シリコーンワニスの皮膜、シリコーンゴムの皮膜、ある
いはシリコーンゴムと各種金属、ゴム、プラスチック、
セラミックなどの複合物からなる皮膜などが挙げられ
る。また、フッ素系の撥水性材料からなる撥水性表面層
としては、フッ素樹脂の皮膜、有機フッ素化合物の皮
膜、フッ素オイルの焼付皮膜または吸着膜、フッ素ゴム
の皮膜あるいはフッ素ゴムと各種金属、ゴム、プラスチ
ック、セラミックなどの複合物からなる皮膜などが挙げ
られる。

【００５３】なお、撥水性表面（疎水性表面）は、使用
する着色インク１との接触角が少なくとも９０度以上、
好ましくは１２０度以上あることが望ましい。

【００５４】図６に示したインク供給ローラ１３の一部
をインク貯蔵部１２に浸漬させ、インク供給ローラ１３
を回動させると、インク貯蔵部１２内の着色インク１が
インク供給ローラ１３の表面、特に親水性部分に付着し
て汲み上げられ、ブレード１４によって余分な着色イン
ク１、特に撥水性部分の着色インク１が掻き落とされ、
インク供給ローラ１３上に着色インク１が独立したイン
ク滴状に形成される。

【００５５】インク供給ローラ１３上に形成されるイン
ク滴の大きさは、着色インク１の粘度および親水性パタ
ーン２５の大きさの他に、ブレード１４の押圧力でも制
御することができる。例えばブレード１４の押圧力を１
ｇ／ｃｍから５０ｇ／ｃｍの範囲で調整することによっ
て、インク滴の大きさとして径が５μｍから１００μｍ
のインク滴を形成することができた。また、ブレード１
４は撥水性が高い方がインク供給ローラ１３の撥水性部
分に残留する着色インク１を少なくすることができる。
そのため、ブレード１４としては例えばポリウレタン製
のブレードにシリコーン皮膜を形成して使用することが
できる。

【００５６】このようにしてインク供給ローラ１３の親
水性パターンに形成保持されたインク滴は、インク担持
体２との接触部でインク担持体２に転移し、インク担持
体２の表面に独立したインク滴状のパターンで着色イン
ク１を保持させることができる。

【００５７】なお、図６に示すインク供給ローラ１３を
用いる場合、着色インク１の粘度が高すぎると、ブレー
ド１４を通過した後に着色インクが親水性部分でインク
滴状として安定するまでに時間がかかるため、比較的低
粘度のインク（１００ｍＰａ・ｓ程度まで）に適用する
ことが望ましい。

【００５８】ここではインク供給ローラ１３に図６に示
したような親水性パターン２５と疎水性パターンを形成
する例を示したが、インク担持体２に親水性パターン２
５と疎水性パターンを形成し、撥水性の表面層を形成し
た弾性のインク供給ローラ１３をインク担持体２に接触
させて、直接、インク担持体２の親水性部分に着色イン
ク１によるインク滴状のパターンを形成することも可能
である。この場合、インク供給ローラ１３の構成を簡素
化することができる。また、インク担持体２は加熱部１
５によって加熱されるので、親水性パターン２５と疎水
性パターンが熱によって変性しないように加工しておく
必要がある。

【００５９】また、上述の例ではインク供給ローラ１３
をインク貯蔵部１２に浸漬させる例を示しているが、こ
れに限らず、例えばインク貯蔵部１２内のインクをスリ
ット状等の開口から押し出してインク供給ローラ１３に
塗布するなど、種々のインク供給方法を用いることがで
きる。

【００６０】次に、加熱部１５による着色インク１の加
熱方法の具体例について説明する。加熱部１５は、一例
として加熱ヘッドで構成することができる。肉厚の薄い
インク担持体２を用い、この加熱ヘッドをインク担持体
２の裏面に接触して配置しておく。そして画像情報に応
じて加熱ヘッドを発熱させることによってインク担持体
２を加熱し、さらに着色インク１を加熱することができ
る。

【００６１】しかし、機械的強度を考慮するとインク担
持体２の薄肉化には限界があり、また熱伝導率が高い材
料を使用したとしても、熱の拡散や放熱による加熱領域
の拡大や熱効率の低下が著しい。

【００６２】そこでインク担持体２内に実際に発熱する
機構を組み込んでおき、加熱部１５はインク担持体２に
対して発熱させるエネルギーを供給する構成とすること
ができる。図７は、本発明の第１の実施の形態における
インク担持体の加熱方法の第１の例の説明図である。図
中、３１は絶縁性基体、３２は導電性ピン、３３は支持
体、３４は発熱抵抗層、３５は導電層、３６は摩擦保護
層、３７は記録電極、３８は記録ヘッド、３９は発熱部
である。インク担持体２として図７に示したように、電
気絶縁性を有する絶縁性基体３１に、径が１０μｍから
２００μｍの導電性の細いピン状の部材である導電性ピ
ン３２を、厚み方向に独立に埋め込んだ支持体３３を使
用する。その表面に発熱抵抗層３４、導電層３５、摩擦
保護層３６を順次積層してインク担持体２を構成してい
る。

【００６３】発熱抵抗層３４の材料としては、タンタル
−ＳｉＯ₂ の混合物、窒化タンタル、ニクロム、銀−パ
ラジウム合金、シリコン半導体、あるいはハフニウム、
ランタン、ジルコニウム、チタン、タンタム、タングス
テン、モリブデン、ニオブ、クロム、バナジウムなどの
金属の硼化物などが使用可能である。これらの材料を用
いて電子ビーム法、蒸着法、スパッタリング法などによ
って発熱抵抗層３４を形成することができる。膜厚は単
位時間当たりの発熱量が所望値となるように設計すれば
よく、通常は０．０１μｍから５μｍ程度である。

【００６４】導電層３５の材料としては、体積固有抵抗
値が１０² Ω・ｃｍ以下の通常の電極材料で、耐熱性に
優れる材料であれば使用できる。例えばＡｌ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ｃｕなどの金属電極材料が使用できる。導電
層３５は、これらの材料を蒸着法などにより、５μｍ以
下の厚みで形成することができる。

【００６５】摩擦保護層３６の材料としては、機械的強
度および耐熱性の点から酸化シリコン、窒化シリコン、
酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、
酸化ジルコニウムなどが使用できる。摩擦保護層２５
は、これらの材料を用いて電子ビーム法、蒸着法、スパ
ッタリング法などによって形成することができる。膜厚
は機械的強度および熱効率を考慮し、５μｍ以下、好ま
しくは１μｍ以下である。

【００６６】このようなインク担持体２を用い、このイ
ンク担持体２の支持体側から、加熱部１５として所望の
解像度で記録電極３７を並べた記録ヘッド３８を接触さ
せ、画像情報にしたがって記録電極３７から支持体３３
の導電性ピン３２を介して、発熱抵抗層３４、導電層３
５へと電流を流すことによって、発熱抵抗層３４を発熱
させることができる。このとき発熱する発熱部３９は、
電流密度の高い導電性ピン３２の径程度の領域である。
発熱抵抗層３４の発熱部３９で発生した熱は、導電層３
５、摩擦保護層３６を介して着色インク１へと伝達され
る。

【００６７】図８は、本発明の第１の実施の形態におけ
るインク担持体の加熱方法の第２の例の説明図である。
図中、図７と同様の部分には同じ符号を付して説明を省
略する。４０は半導電性支持体である。この例では、支
持体３３として、電界強度によって抵抗値が変化する半
導電性材料からなる半導電性支持体４０を使用し、その
表面に発熱抵抗層３４、導電層３５、摩擦保護層３６を
順次積層してインク担持体２を構成している。

【００６８】電界強度によって抵抗値が変化する半導電
性支持体４０としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリイミド、テフロンをベースとした材料がある。
これらの材料は抵抗率が電界がない状態で１０¹⁴Ω・ｃ
ｍ以上であるが、１０⁵ Ｖ／ｍから１０⁶ Ｖ／ｍの電界
下で抵抗率を１０⁴ Ω・ｃｍ以下に変化させることがで
きる。これらの材料の中で、耐熱性を考慮するとポリイ
ミド、あるいはテフロンをベースとした材料が適当であ
る。

【００６９】このようなインク担持体２を用い、このイ
ンク担持体２の支持体側から、加熱部１５として所望の
解像度で記録電極３７を並べた記録ヘッド３８を接触さ
せ、画像情報にしたがって記録電極３７から電界を印加
し、半導電性支持体４０の抵抗を下げることによって、
記録電極３７から半導電性支持体４０の抵抗低下部、発
熱抵抗層３４、導電層３５へと電流を流し、発熱抵抗層
３４を発熱させることができる。このときの発熱部３９
は、電界強度の強い記録電極３７の大きさ程度の領域で
ある。この領域から離れると、半導電性支持体４０中の
電界強度が弱くなって抵抗が大きくなり、電流が流れに
くくなる。従って発熱抵抗層３４の発熱部３９を選択的
に発熱させることができる。発熱抵抗層３４の発熱部３
９で発生した熱は、導電層３５、摩擦保護層３６を介し
て着色インク１へと伝達される。

【００７０】図９は、本発明の第１の実施の形態におけ
るインク担持体の加熱方法の第３の例の説明図である。
図中、図７と同様の部分には同じ符号を付して説明を省
略する。４１は透明支持体、４２は透明導電層、４３は
光導電層、４４はバイアス電源、４５はＬＥＤ光であ
る。この例ではインク担持体２として、図９に示したよ
うに、透明支持体４１上に透明導電層４２、光導電層４
３、発熱抵抗層３４、導電層３５、摩擦保護層３６を順
次積層したインク担持体２を使用している。ここで、透
明導電層４２と導電層３５にはバイアス電源４４から一
定のバイアス電圧が印加されている。

【００７１】透明支持体４１としては、光透過率と耐熱
性から、酸化珪素を主成分とする各種ガラスやフッ化ほ
う素などの無機材料や透明性の耐熱プラスチックなどを
使用することができる。また透明導電層４２としては、
光透過率と耐熱性から酸化インジウム、酸化すず、酸化
クロム、ポリアセチレンなどの金属材料の単層または各
種金属材料の混合層を使用することができる。厚さは光
透過性の面から好ましくは５μｍ以下とするとよい。光
導電層４３としては、セレン、シリコン、硫黄、硫化カ
ドミウム、酸化亜鉛などの金属またはその合金類や、フ
タロシアン系、ペリニン系などの色材を使用することが
できるが、耐熱性を考慮するとシリコン系の光導電層が
適当である。厚さは０．１μｍから５μｍ程度が好まし
い。

【００７２】このようなインク担持体２を用い、このイ
ンク担持体２の支持体側から、光導電層４３の吸収波長
を発光する図示しない光照射手段を加熱部１５として使
用し、画像情報にしたがって光導電層３１を光照射す
る。例えば光照射手段としてＬＥＤアレイを用い、ＬＥ
Ｄ光４５を透明支持体４１側から照射する。これによっ
て光導電層４３の光が照射された部分は導通状態とな
り、透明導電層４２、光導電層４３、発熱抵抗層３４、
導電層３５と電流が流れ、発熱抵抗層３４を発熱させる
ことができる。

【００７３】光照射手段としてはＬＥＤアレイのほか、
レーザ、液晶シャッターアレイ、スリット露光装置など
が使用できる。特にＬＥＤアレイは小型化が可能である
ためインク担持体２の内部にＬＥＤヘッドを配置するこ
とができる。そのため、装置を小型化することが可能で
ある。

【００７４】図１０は、本発明の第１の実施の形態にお
けるインク担持体の加熱方法の第４の例の説明図であ
る。図中、図７ないし図９と同様の部分には同じ符号を
付して説明を省略する。４６は光吸収発熱層、４７はレ
ーザ光である。この例ではインク担持体２として、図１
０に示したように、透明支持体４１上に光吸収発熱層４
６、摩擦保護層３６を形成したものを使用した例を示し
ている。光吸収発熱層４６の材料としては、使用する光
照射手段の波長を吸収する耐熱材料、あるいは使用する
レーザの波長を吸収する色素を分散した耐熱材料などが
使用できる。例えばＡｌの蒸着膜や、酸化珪素を主成分
とする各種ガラスやフッ化ホウ素などの無機材料に色素
を分散したものを使用することができる。

【００７５】このようなインク担持体２を用い、このイ
ンク担持体２の支持体側から、図示しない光照射手段を
加熱部１５として使用し、画像情報にしたがって光吸収
発熱層４６を光照射する。例えばレーザ光４７を光吸収
発熱層４６に照射することによって、光吸収発熱層４６
はレーザ光４７が照射された発熱部３９が発熱する。

【００７６】この方式では、消費される熱エネルギーは
全て光エネルギーから変換しなければならないため、高
出力の光照射手段が必要である。例えばアルゴンレーザ
やヘリウムレーザ、炭酸ガスレーザ、半導体レーザなど
の種々のレーザが適用できるが、装置の小型化、低コス
ト化を考慮すると、半導体レーザが適当である。具体的
には出力３０ｍＷ程度の半導体レーザを使用することが
できる。

【００７７】図１１は、本発明の画像形成方法の第１の
実施の形態を実現する画像形成装置の第１の変形例を示
す概略構成図である。図中、図２と同様の部分には同じ
符号を付して重複する説明を省略する。この変形例で
は、ベルト状のインク担持体２を使用する例を示してい
る。ベルト状のインク担持体２および加熱部１５として
は、上述の図８ないし図１０に示したいずれの構成を用
いることもできる。また、インク担持体２をベルト状に
構成することによって、インク担持体２の厚さを薄くす
ることができるので、加熱部１５として加熱ヘッドを使
用し、これをインク担持体２の裏面に接触して加熱する
構成を採用することもできる。この場合、インク担持体
２として用いるベルトには、熱伝導率および機械強度が
高いものを用いるとよい。熱伝導率および機械強度が高
いベルトとしては、例えばステンレスなどの金属ベルト
が使用できる。またベルトの厚みは熱拡散を考慮し、５
０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下が望ましい。な
お、インク供給部１１の構成は、上述の各例などを用い
ることができる。

【００７８】このようなベルト状のインク担持体２を用
いた場合、被記録媒体６とインク担持体２の表面が平行
な部分の面積が大きいため、加熱部１５を２次元的に配
置すれば広幅の領域についてほぼ同時に記録を行なうこ
とが可能となる。もちろん、被記録媒体６の全面をほぼ
同時に記録することも可能である。

【００７９】図１２は、本発明の画像形成方法の第１の
実施の形態を実現する画像形成装置の第２の変形例を示
す概略構成図である。図中、図１１と同様の部分には同
じ符号を付して重複する説明を省略する。５１は半導体
レーザ、５２はレーザ走査装置である。上述の図１０に
示したインク担持体２および加熱部１５の構成のよう
に、レーザ光４７を用いて発熱させる構成では、レーザ
光４７を発生させる半導体レーザ５１やレーザ光を走査
するレーザ走査装置５２を含めてドラム状のインク担持
体２の内部に配置することは困難である。そのため、図
１１に示した第１の変形例と同様に、ベルト状のインク
担持体２を使用することによってスペース効率を高くす
ることができる。この場合、ベルト状のインク担持体２
としては、図１０に示したように光吸収発熱層４６を有
する構成のものを用いることになる。なお、インク供給
部１１の構成は、上述の各例などを用いることができ
る。

【００８０】図１３は、本発明の画像形成方法の第１の
実施の形態を実現する画像形成装置の第３の変形例を示
す概略構成図である。図中、図２と同様の部分には同じ
符号を付して重複する説明を省略する。この例では、イ
ンク供給ローラを用いずに、インク担持体２をインク貯
蔵部１２に浸漬させる例を示している。この場合、イン
ク担持体２の表面には、例えば図６に示したインク供給
ローラ１３の表面に形成するパターンと同様の親水性パ
ターンを形成しておく。インク担持体２をインク貯蔵部
１２に浸漬させた後、付着した着色インク１を撥水性の
表面層を形成したブレード１４によって掻き取ることに
より、直接、インク担持体２の親水性部分にインク滴状
の着色インク１のパターンを形成することができる。な
お、加熱方法については、上述のいずれの方法を用いる
ことも可能である。また、図１１、図１２に示したよう
に、ベルト状のインク担持体２を用いてもよい。

【００８１】上述のような本発明の画像形成方法の第１
の実施の形態およびそれを実現する画像形成装置を用
い、１ｍＰａ・ｓから１０００００ｍＰａ・ｓの粘度の
着色インクを使用して、着色インクの飛翔状態を観察し
た。その結果、従来の熱を利用したインクジェット方式
においては１滴の着色インクを飛翔させるために必要で
あった印字エネルギーが数十μＪであったのに比べ、本
発明の第１の実施の形態では１０μＪ以下であり、非常
に小さな印字エネルギーで着色インクを飛翔させること
ができた。これによって省エネルギーの画像形成装置を
提供できるとともに、内部の電気回路を小型化して装置
構成を小型化することができる。また着色インクを飛翔
させるために必要な熱量を低減できるため、周囲への熱
的な影響を排除でき、安定してインク滴を飛翔させ、高
画質の画像を得ることができる。

【００８２】さらに、着色インクの粘度が高くなっても
印字エネルギーに与える影響はほとんどなく、粘度が１
０００００ｍＰａ・ｓの着色インクでも十分飛翔させる
ことができた。そのため、粘度の高い着色インクを利用
することが可能になり、フェザリングやブリーディング
等を減少させて高画質を得ることが可能となる。

【００８３】また、インク担持体２上に微少なインク滴
状の着色インクのパターンを形成することにより、従来
のインクジェットのドット（５０μｍ以上）よりも非常
に小さいドット（２０μｍ程度までを確認）を形成する
ことができた。これによって高精細の画像形成が可能で
ある。

【００８４】また、インク滴状の着色インク１とインク
担持体２との間に気体層４が発生することが、直接、イ
ンク滴５の噴射エネルギーになるため、応答性が高く、
４０ｋＨｚ以上の応答性を持つことがわかった。さらに
着色インク１はインク担持体２により連続的に搬送供給
されるため、粘度が高くなっても供給速度には影響がな
く、インク担持体２の移動速度を高くすることにより、
高速に供給することができた。実験では１ｍ／ｓｅｃ以
上の搬送速度で着色インク１を供給できることを確認し
ており、これは６００ｄｐｉの解像度で印字しようとす
ると、印字周波数が２０ｋＨｚ以上の供給速度に相当す
る。このように、着色インクの供給および噴射とも高速
に行なうことができるので、従来のインクジェット記録
方式よりも高速に記録を行なうことが可能である。

【００８５】図１４は、本発明の画像形成方法の第２の
実施の形態を示す原理説明図である。図中の符号は図１
と同様である。この第２の実施の形態では、着色インク
１をストライプ状にインク担持体２上に保持させ、イン
ク担持体２を画像情報に従って加熱部３で加熱し、イン
ク滴５を飛翔させる例を示している。なお図１４では、
ストライプ状の着色インク１の延在方向の断面を示して
いる。ストライプの幅は上述の第１の実施の形態におけ
るインク滴状のパターンの径とほぼ同じであり、ストラ
イプに直交する方向の断面は図１と同様である。

【００８６】着色インク１がインク担持体２上にストラ
イプ状のパターンで保持される。このとき着色インク１
は図１４（Ａ）に示すようにストライプの延在方向に連
続している。この状態で、例えば図１４（Ｂ）にハッチ
ングを施して示した加熱部３を選択的に発熱させる。あ
るいは外部からインク担持体２のこの領域を加熱する。
すると、加熱部３上の着色インク１とインク担持体２と
の接触界面あるいは界面近傍の着色インク１が沸騰して
気化し、図１４（Ｂ）に示すようにインク担持体２と着
色インク１の間に気体層４が発生する。これによって、
インク担持体２と着色インク１の付着力が低減する。こ
の状態では、気体層４上の着色インク１は、ストライプ
状に２方向に連続する加熱部３以外の領域の着色インク
１と接触している。そのため、図１４（Ｂ）に破線で示
す接触部において、引っ張り力などの抵抗力を受ける。
しかし受ける抵抗力は２方向のみであって非常に小さ
く、気体層４の急激な体積膨張圧力によって接触部分が
ちぎれ、図１４（Ｃ）に示すようにインク滴５が飛翔す
る。このとき、接触していたのは加熱部１３以外の領域
の着色インク１のみであり、着色インク１の諸特性は均
一であるため、加熱部１３の着色インク１はインク滴５
となって垂直方向に安定して飛翔する。また周囲の着色
インク１やインク担持体２から受ける抵抗力が小さいた
め、非常に小さなエネルギーでインク滴５を飛翔させる
ことができる。飛翔したインク滴５は、図１４（Ｄ）に
示すように被記録媒体６に付着し、記録が行なわれる。

【００８７】このとき飛翔するインク滴５の液量は、ス
トライプの幅と加熱部３の長さで決定される。ストライ
プの幅は着色インクをインク担持体上に保持させる段階
で一定となるように制御でき、また加熱部３の長さも変
動しないので、安定した液滴量により記録を行なうこと
ができる。例えばストライプを細く形成しておけば、イ
ンク滴５の液量を低減でき、微小なドットを被記録媒体
６上に再現することができる。これによって高精細な画
像を形成することができる。また、このようなストライ
プ状のパターンは、例えば先端に凹凸を有するブレード
を用いるなどの非常に簡単な方法で形成することができ
るという利点を有している。

【００８８】また、上述のように加熱によって発生する
気体層４で着色インク１とインク担持体２との接触によ
る抵抗力が弱まり、また周囲から受ける抵抗力も小さい
ので、着色インク１として粘度の高いインクを用いた場
合でも、粘度が高いことによって受ける抵抗力の増加は
少なく、支障なくインク滴５を飛翔させることができ
る。また、粘度が多少変化しても、インク滴５の飛翔に
関する影響はほとんどない。このように、本発明の第２
の実施の形態においても、粘度の低いインクから粘度の
高いインクまで、良好にインク滴５を飛翔させて記録を
行なうことができる。粘度の高い着色インク１を用いた
場合、フェザリングやブリーディングなどの発生を抑
え、高画質の画像を形成することができるなど、種々の
利点を有する。

【００８９】本発明の画像形成方法の第２の実施の形態
を実現する画像形成装置の構成としては、ほぼ上述の第
１の実施の形態と同様の構成、例えば図２や図１１ない
し図１３に示した構成などを採用することができる。こ
のとき、インク担持体２に形成する着色インク１のパタ
ーンが異なるのみである。

【００９０】図１５は、本発明の第２の実施の形態にお
けるインク供給ローラの一例を示す概略斜視図である。
インク担持体２上に着色インク１をストライプ状のパタ
ーンで形成する具体的な方法として、例えば図１５に示
すように、同心円状に所望の太さ、深さ、ピッチで溝を
形成したロール部材をインク供給ローラ１３として用い
ることができる。インク供給ローラ１２はインク担持体
２と接触して着色インク１を転移させるため、少なくと
も表面がある程度の弾性を有するものが好ましい。ま
た、溝の幅は５μｍから２００μｍ、深さは５μｍから
５０μｍ程度でよい。

【００９１】インク供給ローラ１３の一部はインク貯蔵
部１２に浸漬しており、インク供給ローラ１３の溝に着
色インク１が供給される。インク供給ローラ１３の回転
とともに着色インク１は溝によって汲み上げられ、イン
ク担持体２との接触部でインク供給ローラ１３の溝に保
持された着色インク１がインク担持体２に転移し、イン
ク担持体２の表面にストライプ状の着色インク１のパタ
ーンを形成することができる。

【００９２】インク供給ローラ１３の表面に付着した余
分な着色インク１は、インク担持体２との接触部で絞ら
れ、インク貯蔵部１２に回収される。また、インク担持
体２上に供給した着色インク１のうち画像形成に使用さ
れなかった着色インク１もこの接触部で絞られ、インク
貯蔵部１２に回収される。

【００９３】また、インク供給ローラ１３の回転により
着色インク１を汲み上げた後、インク担持体２に着色イ
ンク１を転移する前に、ブレード１４などによって着色
インク１を溝に押し込むと、より確実に着色インクをイ
ンク供給ローラ１３の溝に供給することができる。それ
とともに、インク供給ローラ１３の凸部分に付着した不
要な着色インクを除去することができる。

【００９４】図１６は、本発明の第２の実施の形態にお
けるインク供給ローラの別の例を示す概略斜視図であ
る。インク担持体２上に着色インク１をストライプ状の
パターンで形成する別の方法として、例えば図１６に示
したように、表面に親水性と疎水性のストライプ状のパ
ターンを形成したインク供給ローラ１３を使用すること
ができる。インク供給ローラ１３の構成は、上述の図６
に示したインク供給ローラ１３と同様であり、インク供
給ローラ１３上に形成される親水性、疎水性のパターン
が異なるのみである。

【００９５】図１６に示したインク供給ローラ１３の一
部をインク貯蔵部１２に浸漬させ、インク供給ローラ１
３を回動させると、インク貯蔵部１２内の着色インク１
がインク供給ローラ１３の表面、特に親水性部分に付着
して汲み上げられ、ブレード１４によって余分な着色イ
ンク１、特に疎水性部分の着色インク１が掻き落とさ
れ、インク供給ローラ１３上にストライプ状の着色イン
ク１が形成される。

【００９６】図１７は、本発明の第２の実施の形態にお
いて使用可能なブレードの一例を示す概略平面図であ
る。インク担持体２上に着色インク１をストライプ状の
パターンで形成するさらに別の方法として、図１７に示
すような形状のブレード１４を用いることができる。こ
のブレードはインク担持体２に対して接触させて用い
る。ブレード１４の先端には、ストライプに対応した
幅、深さ、ピッチで溝が多数形成されている。ブレード
１４に形成する溝の幅と深さは、図１５においてインク
供給ローラ１３に形成した溝と同様とすればよい。

【００９７】インク供給ローラ１３でインク貯蔵部１２
の着色インク１を汲み上げ、インク担持体２に全面塗布
する。その後、図１７に示したような溝を形成したブレ
ード１４によって、インク担持体２の表面にストライプ
状に着色インク１を形成塗布することができる。

【００９８】あるいは、上述の第１の実施の形態におい
て図１３に示したように、インク担持体２を直接インク
貯蔵部１２に一部浸漬させ、着色インク１を全面に塗布
した後、図１７に示したような溝を形成したブレード１
４によって、インク担持体２の表面にストライプ状に着
色インク１を形成してもよい。この場合、上述の第１の
実施の形態における第３の変形例のようにインク担持体
２の表面にはパターンに従った撥水部と親水部を設ける
必要がない。

【００９９】インク担持体２上に着色インク１をストラ
イプ状のパターンで形成する方法としては、上述のほか
にも、例えば図５に示したような弾性部材でインク供給
ローラ１３を構成する方法など、種々の方法を用いるこ
とができる。なお、インク担持体２上の着色インク１を
加熱する方法は上述の第１の実施の形態と同様であり、
例えば図７ないし図１０に示したような構成を用いるこ
とができる。

【０１００】上述のような本発明の画像形成方法の第２
の実施の形態およびそれを実現する画像形成装置を用
い、１ｍＰａ・ｓから１０００００ｍＰａ・ｓの粘度の
着色インクを使用して、着色インクの飛翔状態を観察し
た。その結果、粘度が１００ｍＰａ・ｓ程度までの比較
的低粘度の着色インクでは、１滴の着色インクを飛翔さ
せるために必要な印字エネルギーは、従来の熱を利用し
たインクジェット方式においてはが数十μＪであったの
に比べ、本発明の第２の実施の形態では１０μＪ以下で
あり、非常に小さな印字エネルギーで着色インクを飛翔
させることができた。また、従来と同程度の印字エネル
ギーであれば、１００００ｍＰａ・ｓの高粘度のインク
も安定に吐出することができた。しかし１０００００ｍ
Ｐａ・ｓのインクでは吐出方向が不安定になった。ま
た、小径ドットの形成、着色インクを噴射させる際の応
答性、着色インクの供給速度に関しては、上述の第１の
実施の形態における結果と同様であった。このように、
第２の実施の形態においても粘度が１００００ｍＰａ・
ｓ程度以下の着色インクを用いる場合には、上述の第１
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【０１０１】次に、本発明の画像形成方法の第３の実施
の形態について説明する。この第３の実施の形態では、
インク担持体２の表面に着色インク１を厚みが２０μｍ
以下、好ましくは１０μｍ以下の薄層状態で塗布し、イ
ンク担持体２を画像情報にしたがって部分的に加熱し、
インク滴を飛翔させる。なお、この第３の実施の形態に
おけるインク担持体２上の着色インク１の断面は、いず
れの方向も図１４のようになる。以下、この第３の実施
の形態における画像形成方法の原理を、図１４を用いて
説明する。

【０１０２】着色インク１がインク担持体２上に厚みが
２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の薄層状態で保
持される。このとき着色インク１は図１４（Ａ）に示す
ように各方向とも連続している。この状態で、例えば図
１４（Ｂ）にハッチングを施して示した加熱部３を選択
的に発熱させる。あるいは外部からインク担持体２のこ
の領域を加熱する。すると、加熱部３上の着色インク１
とインク担持体２との接触界面あるいは界面近傍の着色
インク１が沸騰して気化し、図１４（Ｂ）に示すように
インク担持体２と着色インク１の間に気体層４が発生す
る。これによって、インク担持体２と着色インク１の付
着力が低減する。この状態では、気体層４上の着色イン
ク１は、加熱部３以外の周囲の着色インク１と接触して
いる。そのため、図１４（Ｂ）に破線で示す接触部にお
いて、引っ張り力などの抵抗力を受ける。しかし、周囲
の着色インク１の薄層の厚みが２０μｍ以下、好ましく
は１０μｍ以下と非常に薄く、接触しているインク量は
非常に少ない。そのため、周囲の着色インク１から受け
る抵抗力は小さく、気体層４の急激な体積膨張圧力によ
って接触部分がちぎれ、図１４（Ｃ）に示すようにイン
ク滴５が飛翔する。このとき、接触していたのは加熱部
１３以外の領域の着色インク１のみであり、着色インク
１の諸特性は均一であるため、加熱部１３の着色インク
１はインク滴５となって垂直方向に安定して飛翔する。
飛翔したインク滴５は、図１４（Ｄ）に示すように被記
録媒体６に付着し、記録が行なわれる。

【０１０３】このとき飛翔するインク滴５の液量は、着
色インクをインク担持体上に保持させる段階で一定とな
るように制御できるので、安定した液滴量により記録を
行なうことができる。また、着色インクを非常に薄層に
形成しておけば、インク滴５の液量を低減でき、微小な
ドットを被記録媒体６上に再現することができる。これ
によって高精細な画像を形成することができる。また、
このように着色インク１を薄層として形成する方法で
は、特に細工のないブレードやロール部材などの非常に
簡単な構成で、着色インク１をインク担持体２上に高速
に安定して薄層塗布することができる。

【０１０４】また、上述のように加熱によって発生する
気体層４で着色インク１とインク担持体２との接触によ
る抵抗力が弱まり、また着色インク１を薄層として形成
することによって周囲から受ける抵抗力も小さくするこ
とができるので、着色インク１として粘度の高いインク
を用いた場合でも、粘度が高いことによって受ける抵抗
力の増加は少なく、支障なくインク滴５を飛翔させるこ
とができる。また、粘度が多少変化しても、インク滴５
の飛翔に関する影響は小さい。このように、本発明の第
３の実施の形態においても、粘度の低いインクから粘度
の高いインクまで、良好にインク滴５を飛翔させて記録
を行なうことができる。

【０１０５】粘度の高い着色インク１を用いた場合、フ
ェザリングやブリーディングなどの発生を抑え、高画質
の画像を形成することができるなど、上述の第１および
第２の実施の形態と同様の種々の利点を有する。さら
に、この第３の実施の形態においては、粘度の高い着色
インク１を用いることによって、着色インク１の噴射特
性を向上させることができる。図１８は、インク滴噴射
後の着色インクの状態の説明図である。例えば１０ｍＰ
ａ・ｓ以下の低粘度の着色インク１を使用すると、着色
インク１を噴射した後、図１８（Ａ）に示すように、着
色インク１が噴射して抜けた部分に、隣接部から着色イ
ンクが流れ込む。従来の熱を用いたインクジェット記録
方法では、このような着色インクの流れ込みによって着
色インクの再供給を行なっている。しかし、本発明にお
いてこのような着色インクの流れ込みの現象が発生する
と、インク面およびインク量が不安定になり、高速に印
字を行なう場合には着色インクの噴射が不安定になって
画質が低下する。

【０１０６】そこで、この第３の実施の形態では、特に
粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上の着色インクを使用する。粘
度が１０ｍＰａ・ｓ程度の着色インクを使用したとき、
インク層の厚みを１０μｍ以下と薄くすることによっ
て、図１８（Ｂ）に示すようにインク滴の噴射で着色イ
ンクが抜けた部分への着色インクの流れ込みを遅くする
ことができ、インク面およびインク量が安定した状態で
他の位置におけるインク滴の噴射を行なうことができ
る。これによって高速に安定したインク滴の噴射を行な
い、高画質の画像を得ることができる。さらに、粘度が
１００ｍＰａ・ｓ以上の着色インクを使用すると、図１
８（Ｃ）に示したようにインク層の厚みが１０μｍ以上
でも高速に安定したインク吐出が可能である。

【０１０７】本発明の画像形成方法の第３の実施の形態
を実現する画像形成装置の構成としては、ほぼ上述の第
１の実施の形態と同様の構成、例えば図２や図１１ない
し図１３に示した構成などを採用することができる。こ
のとき、インク担持体２には、厚みが２０μｍ以下、好
ましくは１０μｍ以下の着色インク１の均一な薄層を形
成する。

【０１０８】インク担持体２上に着色インク１の均一な
薄層を形成する具体的な方法について説明する。インク
供給ローラ１３を使用した薄層の形成方法としては、イ
ンク供給ローラ１３をインク担持体２と接触させる方法
と、接触させない方法の２通りがある。

【０１０９】例えば図２に示した構成の画像形成装置の
ように、インク供給ローラ１３とインク担持体２とを接
触させる構成の場合には、インク供給ローラ１３でイン
ク貯蔵部１２の着色インク１を汲み上げた後、インク担
持体２との接触部でインク担持体２上に着色インク１を
転移させ、不要な着色インクは接触部において絞り落と
す。この時、インク担持体２とインク供給ローラ１３の
接触圧を制御することによって、インク担持体２上に塗
布するインク層の厚みを制御することができる。例え
ば、接触圧として１０ｇ／ｃｍから１００ｇ／ｃｍの範
囲で調整し、インク層の厚さとして１μｍから２０μｍ
のインク層を形成することができた。この方法では、イ
ンク担持体２とインク供給ローラ１３が確実に接触する
必要があるため、インク供給ローラ１２は少なくとも表
面に弾性を有するものが適している。

【０１１０】図１９は、本発明の画像形成方法の第３の
実施の形態を実現する画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。図中、図２と同様の部分には同じ符号を付
して重複する説明を省略する。１３ａ，１３ｂはインク
供給ローラである。図１９に示した構成は、インク供給
ローラをインク担持体２に接触させないでインク担持体
２上に着色インク１の均一な薄層を形成する例を示して
いる。

【０１１１】この例では、２つのインク供給ローラ１３
ａ，１３ｂを使用し、それぞれインク担持体２と微小間
隙をもって配置している。インク担持体２の回転方向上
流側にはインク供給ローラ１３ａが配置されており、イ
ンク供給ローラ１３ａはインク担持体２のインク搬送方
向と同方向に駆動される。インク供給ローラ１３ａは、
インク貯蔵部１１の着色インク１を汲み上げ、インク担
持体２の全面に着色インク１を供給する。

【０１１２】また、インク担持体２の回転方向下流側に
はインク供給ローラ１３ｂが配置されており、インク供
給ローラ１３ｂはインク担持体２のインク搬送方向とは
逆方向に回転駆動される。インク供給ローラ１３ｂとイ
ンク担持体２の対向部をインクで満たし、両者の相対速
度によって対向部のインク内部にせん断力を発生させる
ことによって、インク担持体２上に着色インク１の所定
の厚みの薄層を形成することができる。

【０１１３】この時、インク担持体２上に塗布されるイ
ンク層の厚みは、インク担持体２とインク供給ローラ１
３ｂの間隙の大きさ、および両者の回転速度で制御する
ことができる。一例としては、間隙の大きさとして３０
μｍから２００μｍ、回転速度としてインク担持体２の
表面移動速度に対するインク供給ローラ１３ｂの表面移
動速度の比が０．５から５となるように制御し、厚さが
１μｍから２０μｍのインク層を形成することができ
た。

【０１１４】なお、インク供給ローラ１３ｂはインク担
持体２と対向する前にブレード１４によって不要な着色
インクが除去される。また、インク供給ローラ１３ｂに
は基本的に着色インクを供給する機能が必要ないので、
インク貯蔵部１２に浸漬しておく必要はない。

【０１１５】また、インク担持体２上に着色インク１の
均一な薄層を形成するさらに別の方法として、インク供
給ローラ１３でインク貯蔵部１２内の着色インク１を汲
み上げ、インク担持体２に全面塗布した後、ブレード１
４によって余分な着色インクを掻き落とし、インク担持
体２上に均一な厚さの着色インク１の薄層を形成するこ
ともできる。あるいは、図１３に示したようにインク担
持体２を直接インク貯蔵部１２に一部浸漬させ、インク
担持体２に着色インク１を全面塗布した後、同様にブレ
ード１４によって余分な着色インクを掻き落とし、イン
ク担持体２上に均一な厚さの着色インク１の薄層を形成
することもできる。この方法では、インク層の厚みはブ
レード１４の接触圧で制御することができる。例えば接
触圧として１ｇ／ｃｍから１００ｇ／ｃｍの範囲で調整
することにより、厚さが１μｍから２０μｍのインク層
を形成することができた。

【０１１６】なお、以上の着色インクの薄層塗布方法に
おいて、比較的粘度の低い着色インクを使用する際はイ
ンク供給ローラを接触させない方法を、粘度の高い着色
インクを使用する際はインク供給ローラあるいはブレー
ドを接触させる方法を使用すると、インクの塗布厚みを
制御しやすい。着色インク１の加熱方法については、上
述の第１の実施の形態と同様の種々の方法を用いること
ができる。

【０１１７】図２０は、本発明の画像形成方法の第３の
実施の形態およびそれを実現する画像形成装置を使用す
る場合のインク粘度とインク膜厚の関係の一例の説明図
である。上述のような本発明の画像形成方法の第３の実
施の形態およびそれを実現する画像形成装置を用い、１
ｍＰａ・ｓから１０００００ｍＰａ・ｓの粘度の着色イ
ンクを使用して、着色インクの飛翔状態を観察した。そ
の結果を図２０に示している。ここでは、１滴のインク
滴を噴射するために用いる印字エネルギーを、従来の熱
を利用したインクジェット方式と同程度の３０μＪと
し、加熱領域を５０μｍ×５０μｍとした。図中、○印
はインク滴が良好に飛翔したことを示し、△印はインク
滴の噴射が不安定であったことを示し、×印はインク滴
が飛翔しなかったことを示している。

【０１１８】図２０に示したように、インク層の厚みが
２０μｍを越えると、従来の熱を利用したインクジェッ
ト方式と同程度の印字エネルギー（３０μＪ／滴）で
は、１００ｍＰａ・ｓを越える粘度の高い着色インクを
噴射することはできなかった。これは加熱領域の着色イ
ンクが、周囲の非加熱領域の着色インクから受ける抵抗
力が大きくなためであると考えられる。また、１ｍＰａ
・ｓから１００ｍＰａ・ｓの低粘度の着色インクでは、
インク滴が飛翔するものの、インク面のゆらぎが大きく
て飛翔方向が安定せず、またミスチング（インク滴の飛
び散り）が激しくて安定したインク滴の噴射を行なうこ
とができなかった。

【０１１９】したがって、この第３の実施の形態におい
ては、インク担持体２上に塗布するインク層の厚みが２
０μｍ以下であることが前提であり、１０μｍ以下が望
ましい。この程度のインク層の厚みであれば、従来の熱
を利用したインクジェット方式と同程度の印字エネルギ
ーで１００ｍＰａ・ｓ程度あるいは１０００ｍＰａ・ｓ
程度までの高粘度の着色インクを安定して噴射すること
が可能である。また図２０から、インク層の厚みが１０
μｍ以下であれば１０ｍＰａ・ｓ以上、インク層の厚み
が１０μｍから２０μｍでは１００ｍＰａ・ｓ以上の粘
度の着色インクであると、より安定して着色インクを噴
射することができる。

【０１２０】被記録媒体６上に形成されるドット径に関
しては、インク担持体２上に非常に薄いインク層を形成
することにより、従来のインクジェットのドットよりも
非常に小さいドットを形成することができた。例えばイ
ンク担持体２上に層厚５μｍのインク層を形成した場
合、３０μｍ程度のドットが形成可能であることを確認
できた。また、着色インクを噴射する際の応答性および
インク供給速度に関しては上述の第１の実施の形態と同
様の結果が得られた。

【０１２１】以下、上述の第１ないし第３の実施の形態
における応用例あるいは共通した変形例についていくつ
か示す。ここでは図２に示した構成を用いて説明する
が、これに限らず、図１１ないし図１３や、図１９、さ
らには上述した各種の変形などについても適用可能であ
る。

【０１２２】図２１は、本発明の画像形成装置の第１の
応用例を示す概略構成図である。図中、６１は加圧部で
ある。この第１の応用例では、画像を記録した後の被記
録媒体６を加圧部６１によって加圧することを特徴とす
るものである。上述の第１ないし第３の実施の形態にお
いては、高粘度の着色インクを使用することができる
が、例えば１０００ｍＰａ・ｓ以上の非常に高い粘度の
着色インクを使用すると、着色インクの記録媒体への浸
透が遅くなり、そのままの状態で乾燥してしまうと、画
像の表面粗さが粗くなって、画像の光沢が低下してしま
う場合がある。そこでこの第１の応用例では、着色イン
ク１によって画像が形成された被記録媒体を加圧部６１
によって加圧することによって、着色インク１を被記録
媒体６へ押し込むあるいは潰すことができ、被記録媒体
６上の画像の表面粗さを小さくすることができる。

【０１２３】加圧部６１は、被記録媒体６上に形成され
た着色インク１による画像と接触する。そのため加圧部
６１の構成としては、擦れによる画像劣化が発生しない
ように、被記録媒体６と等速度で加圧面が移動するもの
が適当であり、例えばロール状の部材を使用することが
できる。ロール状の部材としては、被記録媒体６と確実
に接触加圧させるため、例えば金属ロールに弾性層を形
成したものを使用することができる。さらに、ロール状
の部材へ着色インクが付着して画像を乱さないように、
表面に撥水層を形成するとよい。撥水層は、上述の第１
の実施の形態でで説明した材料を使用することができ
る。なお、ロール状の部材で加圧部６１を構成した場
合、その被記録媒体６への押圧力は、１ｇ／ｃｍから１
００ｇ／ｃｍの範囲で十分であった。

【０１２４】この加圧部６１によって被記録媒体６を押
圧することによって、粘度の高い着色インクを用いて画
像を形成した場合であっても、着色インクを十分に被記
録媒体６に押し込め、あるいは平滑化し、表面粗さの問
題を改善することができた。

【０１２５】図２２は、本発明の画像形成装置の第２の
応用例を示す概略構成図である。図中、６２は加熱加圧
部、６３はベルト状部材、６４は加熱ヘッドである。こ
の第２の応用例では、画像を記録した後の被記録媒体６
を加熱加圧部６２によって加圧および加熱することを特
徴とするものである。例えば１０００ｍＰａ・ｓ以上の
非常に高い粘度の着色インクを使用すると、着色インク
の乾燥が遅くなり、画像形成速度が高くなっても乾燥速
度が追いつかなくなって高速化が実現できなくなる可能
性がある。そこでこの第２の応用例では、着色インクに
よって画像が形成された被記録媒体６を、加熱加圧部６
２によって加熱および加圧し、着色インクの乾燥速度を
高くして記録速度の高速化を実現するものである。

【０１２６】加熱加圧部６２は、例えばベルト状部材６
３と、このベルト状部材を加熱加圧する加熱ヘッド６４
などによって構成することができる。上述の第１の応用
例でも説明したように、被記録媒体６を加圧する際に
は、被記録媒体６上に形成された着色インク１による画
像と接触した際に、擦れによる画像劣化が発生しないよ
うにする必要があり、加圧する部材が被記録媒体６と等
速度で加圧面が移動することが望ましい。ここで加圧す
る部材としてベルト状部材６３を用いることができる。
ベルト状部材６３は、肉厚を薄くすることができるの
で、加熱の際にベルト自体を加熱するエネルギーが小さ
くてすみ、また電源を入れてすぐに使用することができ
る。ベルト状部材６３としては、耐熱性があり機械的強
度の高いフィルムが使用でき、具体例としてはＰＥＴ、
あるいはポリイミドの無端状フィルムなどを使用するこ
とができる。また、ベルト状部材６３へ着色インクが付
着して画像を乱さないように、表面に撥水層を形成して
おくとよい。

【０１２７】加熱は、この例では加熱ヘッド６４によっ
てベルト状部材６３の裏面から行なっている。例えば加
熱ヘッド６４は５０度から１５０度程度の範囲で加熱す
ればよい。また加熱ヘッド６４はベルト状部材６３を被
記録媒体６へ押圧する働きも有している。このときの押
圧力は、例えば１ｇ／ｃｍから１００ｇ／ｃｍ程度の圧
力でよい。

【０１２８】なお、加熱加圧部６２の構成としてはこの
他にも、ロール内部にハロゲンランプなどの加熱手段を
配した構成や、ロールあるいはベルトの構成自体に発熱
層を形成した部材などを使用することもできる。

【０１２９】この第２の応用例によれば、高粘度の着色
インクを用い、毎分２０枚の画像出力を行なった場合で
あっても、十分に乾燥することができた。このように、
高速な記録を可能とすることができる。

【０１３０】図２３は、本発明の画像形成装置の第３の
応用例を示す概略構成図である。上述の各例ではすべて
単色の画像を形成するプロセスについて説明してきた。
もちろん本発明はこれに限定されることはない。例えば
図２３に示したように、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔ
ａ、Ｃｙａｎの少なくとも３色以上、好ましくはＢｌａ
ｃｋを含む４色以上について本発明の画像を形成する機
構を有し、被記録媒体６上に各色の画像を順次形成し、
カラー画像を得るカラープロセスに適用することができ
る。

【０１３１】本発明では高粘度の着色インクを用いるこ
とができるので、図２３に示すような工程で被記録媒体
６上に順次異なる色のインクを重ねて画像を形成して
も、ブリーディングがほとんどなく、高画質のカラー画
像を得ることができる。

【０１３２】図２４は、本発明の画像形成装置の第４の
応用例を示す概略構成図である。図中、６５は中間転写
媒体である。上述の第３の応用例では被記録媒体に直接
着色インクを付着させて画像を形成したが、例えば図２
４に示したように、中間転写媒体６５に着色インクを付
着させて画像を形成し、これを所望の被記録媒体６へ転
写する方式をとることも可能である。

【０１３３】この構成においても、上述の第３の応用例
と同様に高画質のカラー画像を得ることができる。ま
た、中間転写媒体６５に形成した画像を被記録媒体６へ
転写する際に押圧するので、上述の第１の応用例と同様
に被記録媒体６上の表面粗さを小さくすることができ
る。

【０１３４】カラー画像を形成する構成としては、上述
の第３、第４の応用例に示した構成の他、画像を形成す
る機構は１つとし、インク供給ローラ１３あるいはイン
ク担持体２に供給する着色インク自体を切り替えて複数
色の画像を形成することも可能である。

【０１３５】また、上述の各実施の形態および各応用例
では、すべて被記録媒体を搬送移動させる例を示した
が、これに限らず、被記録媒体を静止させて画像を形成
する機構部分を移動させる構成であってももちろんよ
い。さらには両者を移動させてもよい。また、被記録媒
体の全面の画像を同時に形成する場合などでは、少なく
とも記録時には両者が静止してもよい。

【０１３６】本発明は、複写機、プリンター、プロッタ
ー、ファクシミリ、印刷機等、種々の画像形成装置に応
用することができる。

【０１３７】なお、上述の各実施の形態や各応用例は、
本発明に係る一態様であり、本発明は上述の各例だけに
限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲での実施上のあらゆる設計変更をも包含するもの
である。

【０１３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクをインク担持体上の平坦な表面に均一
なパターン状、特に独立したインク滴状やストライプ状
で保持させるか、あるいは厚さ２０μｍ以下の均一な薄
層状態で保持させ、画像情報に応じてインク担持体を加
熱してインクを飛翔させる。インク担持体はインクを保
持する面が平坦であるため、インクを噴射する際に気体
層が発生した時点で、インクはインク担持体とほとんど
接触しておらず、インク担持体から受ける抵抗力は非常
に小さくなる。また、飛翔しようとするインクは、接触
したとしても周囲のインクのみであって、抵抗力は小さ
い。そのため、粘度の低いインクから粘度の高いインク
まで、小さなエネルギーで高速に、インク滴を飛翔させ
て画像を形成することができる。このとき、インクの粘
度が多少変化しても、飛翔しようとするインクが受ける
力はそれほど変化しないので、インクの飛翔に関する影
響は非常に小さい。さらに、インクが飛翔する際に周囲
のインクと接触していたとしても、接触はインク同士で
あるためその特性は均一であり、垂直方向に安定してイ
ンクを飛翔させることができる。

【０１３９】またインクの噴射量は、インク供給手段に
よってインク担持体上に着色インクを塗布する段階で一
定量に決定されるため、安定している。インクのパター
ンを微細に、あるいはインクの層を薄く形成しておけ
ば、インクの吐出量を低減でき、微小なドットを再現で
きる。これによって高精細な画像の形成が可能となる。

【０１４０】また、インクはインク担持体上に保持され
て連続的に搬送、供給されるため、インクの供給速度は
インク担持体の搬送速度で決定でき、粘度に関係なく高
速にインクの供給を行なうことができる。

【０１４１】さらに、インクによって画像を形成された
記録媒体を加圧する手段、あるいは加熱加圧する手段を
設けることもでき、その場合には粘度が非常に高いイン
クを使用しても、画像の表面粗さを小さくすることがで
き、またインクの乾燥速度を速くして高速化を実現する
ことができる。

【０１４２】したがって本発明の画像形成方法および画
像形成装置によれば、粘度の高いインクを消費エネルギ
ーの増大なく、あるいは小さな消費エネルギーによっ
て、微小量のインクを高速に、かつ安定して飛翔させる
ことができ、様々な被記録媒体に対して滲みがなく、高
画質、高精細な画像を形成することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成方法の第１の実施の形態を
示す原理説明図である。

【図２】 本発明の画像形成方法の第１の実施の形態を
実現する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態におけるインク供
給ローラの一例を示す概略断面図である。

【図４】 本発明の第１の実施の形態におけるインク供
給ローラの別の例を示す概略断面図である。

【図５】 本発明の第１の実施の形態におけるインク供
給ローラのさらに別の例を示す概略断面図である。

【図６】 本発明の第１の実施の形態におけるインク供
給ローラのさらに別の例を示す概略説明図である。

【図７】 本発明の第１の実施の形態におけるインク担
持体の加熱方法の第１の例の説明図である。

【図８】 本発明の第１の実施の形態におけるインク担
持体の加熱方法の第２の例の説明図である。

【図９】 本発明の第１の実施の形態におけるインク担
持体の加熱方法の第３の例の説明図である。

【図１０】 本発明の第１の実施の形態におけるインク
担持体の加熱方法の第４の例の説明図である。

【図１１】 本発明の画像形成方法の第１の実施の形態
を実現する画像形成装置の第１の変形例を示す概略構成
図である。

【図１２】 本発明の画像形成方法の第１の実施の形態
を実現する画像形成装置の第２の変形例を示す概略構成
図である。

【図１３】 本発明の画像形成方法の第１の実施の形態
を実現する画像形成装置の第３の変形例を示す概略構成
図である。

【図１４】 本発明の画像形成方法の第２の実施の形態
を示す原理説明図である。

【図１５】 本発明の第２の実施の形態におけるインク
供給ローラの一例を示す概略斜視図である。

【図１６】 本発明の第２の実施の形態におけるインク
供給ローラの別の例を示す概略斜視図である。

【図１７】 本発明の第２の実施の形態において使用可
能なブレードの一例を示す概略平面図である。

【図１８】 インク滴噴射後の着色インクの状態の説明
図である。

【図１９】 本発明の画像形成方法の第３の実施の形態
を実現する画像形成装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図２０】 本発明の画像形成方法の第３の実施の形態
およびそれを実現する画像形成装置を使用する場合のイ
ンク粘度とインク膜厚の関係の一例の説明図である。

【図２１】 本発明の画像形成装置の第１の応用例を示
す概略構成図である。

【図２２】 本発明の画像形成装置の第２の応用例を示
す概略構成図である。

【図２３】 本発明の画像形成装置の第３の応用例を示
す概略構成図である。

【図２４】 本発明の画像形成装置の第４の応用例を示
す概略構成図である。

【図２５】 従来のノズルを有しないインクジェット記
録方式の一例の説明図である。

【符号の説明】

１…着色インク、２…インク担持体、３…加熱部、４…
気体層、５…インク滴、６…被記録媒体、１１…インク
供給部、１２…インク貯蔵部、１３，１３ａ，１３ｂ…
インク供給ローラ、１４…ブレード、１５…加熱部、１
６…搬送部、２１…凹部、２２…貫通孔、２３…メッシ
ュフィルム、２４…弾性部材、２５…親水性パターン、
３１…絶縁性基体、３２…導電性ピン、３３…支持体、
３４…発熱抵抗層、３５…導電層、３６…摩擦保護層、
３７…記録電極、３８…記録ヘッド、３９…発熱部、４
０…半導電性支持体、４１…透明支持体、４２…透明導
電層、４３…光導電層、４４…バイアス電源、４５…Ｌ
ＥＤ光、４６…光吸収発熱層、４７…レーザ光、５１…
半導体レーザ、５２…レーザ走査装置、６１…加圧部、
６２…加熱加圧部、６３…ベルト状部材、６４…加熱ヘ
ッド、６５…中間転写媒体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｃ０９Ｄ 11/00 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｂ 29/00 Ｈ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク担持体上の平坦な表面に均一なパ
   ターン状にインクを保持させ、前記インク担持体の一部
   を画像情報に従って加熱し、前記インク担持体と前記イ
   ンクの界面あるいは界面近傍で前記インクを沸騰させ、
   沸騰により発生した気泡の圧力によってインクを飛翔さ
   せ、前記インク担持体と微小間隙をもって配置された被
   記録媒体に付着させて画像を形成することを特徴とする
   画像形成方法。
2. 【請求項２】 前記インク担持体上に保持されるインク
   のパターンが、それぞれ独立したインク滴状であること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
3. 【請求項３】 前記インク担持体上に保持されるインク
   のパターンが、ストライプ状であることを特徴とする請
   求項１に記載の画像形成方法。
4. 【請求項４】 インク担持体上の平坦な表面に厚さ２０
   μｍ以下の均一な薄層としてインクを保持させ、前記イ
   ンク担持体の一部を画像情報に従って加熱し、前記イン
   ク担持体と前記インクの界面あるいは界面近傍で前記イ
   ンクを沸騰させ、沸騰により発生した気泡の圧力によっ
   てインクを飛翔させ、前記インク担持体と微小間隙をも
   って配置された被記録媒体に付着させて画像を形成する
   ことを特徴とする画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上
   であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方
   法。
6. 【請求項６】 前記インクによって前記被記録媒体に画
   像が形成された後、前記被記録媒体を加圧することを特
   徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載
   の画像形成方法。
7. 【請求項７】 前記インクによって前記被記録媒体に画
   像が形成された後、前記被記録媒体を加圧および加熱す
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか
   １項に記載の画像形成方法。
8. 【請求項８】 インクを保持する平坦な表面を有するイ
   ンク担持体と、前記インクを前記インク担持体上に均一
   なパターン状に供給するインク供給手段と、前記インク
   担持体の一部を画像情報に従って加熱する加熱手段と、
   該加熱手段と対向して前記インク担持体と微小間隙を保
   って被記録媒体を相対移動させる移動手段を少なくとも
   有し、該加熱手段の加熱によって前記インク担持体上の
   前記インクを飛翔させ前記被記録媒体へ付着させること
   を特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記インク担持体上に供給されるインク
   のパターンが、それぞれ独立したインク滴状であること
   を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記インク担持体上に供給されるイン
    クのパターンが、ストライプ状であることを特徴とする
    請求項８に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 インクを保持する平坦な表面を有する
    インク担持体と、前記インクを前記インク担持体上に均
    一な薄層として供給するインク供給手段と、前記インク
    担持体の一部を画像情報に従って加熱する加熱手段と、
    該加熱手段と対向して前記インク担持体と微小間隙を保
    って被記録媒体を相対移動させる移動手段を少なくとも
    有し、前記インク担持体上に供給されるインクの前記薄
    層の厚みが２０μｍ以下であり、前記加熱手段の加熱に
    よって前記インク担持体上の前記インクを飛翔させ前記
    被記録媒体へ付着させることを特徴とする画像形成装
    置。
12. 【請求項１２】 前記インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓ以
    上であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成
    装置。
13. 【請求項１３】 前記インクによって画像が形成された
    被記録媒体を加圧する加圧手段を設けたことを特徴とす
    る請求項８ないし請求項１２のいずれか１項に記載の画
    像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記インクによって画像が形成された
    被記録媒体を加圧および加熱する加熱加圧手段を設けた
    ことを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれか
    １項に記載の画像形成装置。